Le plastique peut être « synthétique » ou « biosourcé ». Les plastiques synthétiques sont dérivés du pétrole brut, du gaz naturel ou du charbon. Les plastiques biosourcés, quant à eux, proviennent de produits renouvelables tels que les hydrates de carbone, l’amidon, les graisses et huiles végétales, les bactéries et autres substances biologiques.
La grande majorité du plastique utilisé aujourd’hui est synthétique en raison de la facilité des méthodes de fabrication liées au traitement du pétrole brut. Cependant, la demande croissante pour des réserves pétrolières limitées entraîne un besoin de plastiques plus récents issus de ressources renouvelables telles que la biomasse résiduelle ou les déchets animaux de l’industrie.
En Europe, seule une petite partie (environ 4 à 6 %) de nos réserves de pétrole et de gaz sert à la production de plastiques, le reste étant utilisé pour les transports, l’électricité, le chauffage et d’autres applications.
De quoi est fait le plastique?
Le principal ingrédient de la plupart des matières plastiques est un dérivé du pétrole brut et du gaz naturel.
Il existe de nombreux types de plastiques différents – transparents, troubles, de couleur unie, flexibles, rigides, mous, etc.
Les produits en plastique sont souvent constitués d’une résine polymère qui est ensuite mélangée à un ensemble d’additifs (voir polymère et plastique). Les additifs sont importants car chacun d’entre eux est utilisé pour conférer au plastique des propriétés optimales ciblées, telles que la résistance, la flexibilité, l’élasticité, la couleur ou pour le rendre plus sûr et plus hygiénique pour une application particulière (réf.).
Il est parfois possible d’identifier le type de plastique dont est fait un produit en regardant le numéro figurant au fond des récipients en plastique. Le tableau ci-dessous présente les principaux types de plastique et le monomère parent. Ce tableau présente les types de plastique et les monomères qui les composent.
| Code d’identification de la résine | Polymères | Monomères |
| PETE | Polyéthylène téréphtalate (PET) | Ethylène glycol et téréphtalate de diméthyle |
| PEHD | Polyéthylène haute densité (PEHD) | Éthylène (CH2=CH2) |
| PVC | Chlorure de polyvinyle (PVC) | Chlorure de vinyle (CH2=CH-Cl) |
| LDPE | Polyéthylène basse densité (LDPE) | Éthylène (CH2=CH2) |
| PP | Polypropylène (PP) | Propylène (CH3-CH=CH2) |
| PS | Polystyrène (PS) | Styrène |
| Autres | Autres plastiques, y compris acrylique, polycarbonates, acide polylactique (PLA), fibres, nylon. | Différents monomères sont utilisés pour un polymère particulier. |
Tableau : Principaux types de polymères, monomères et leurs structures chimiques
Comment le plastique est-il fabriqué ?
La plupart des plastiques utilisés aujourd’hui sont obtenus par les étapes suivantes :
1. Extraction des matières premières
Principalement du pétrole brut et du gaz naturel, mais aussi du charbon – ces matières sont un mélange complexe de milliers de composés qui doivent ensuite être traités.
2. Raffinage
Le processus de raffinage transforme le pétrole brut en différents produits pétroliers – ceux-ci sont convertis pour donner des produits chimiques utiles, notamment des « monomères » (une molécule qui constitue les éléments de base des polymères).
Dans le processus de raffinage, le pétrole brut est chauffé dans un four, puis envoyé dans l’unité de distillation, où le pétrole brut lourd se sépare en composants plus légers appelés fractions. L’une d’entre elles, appelée naphte, est le composé crucial pour fabriquer une grande quantité de plastique. Il existe toutefois d’autres moyens, comme l’utilisation de gaz
3. Polymérisation
La polymérisation est un processus de l’industrie pétrolière au cours duquel les gaz oléfines légers (essence) tels que l’éthylène, le propylène, le butylène (c’est-à-dire les monomères) sont convertis en hydrocarbures de poids moléculaire plus élevé (polymères). Cela se produit lorsque les monomères sont chimiquement liés en chaînes. Il existe deux mécanismes différents de polymérisation :
- La réaction de polymérisation par addition est celle où un monomère se connecte au suivant (dimère) et le dimère au suivant (trimère) et ainsi de suite. On y parvient en introduisant un catalyseur, généralement un peroxyde. Ce processus est connu sous le nom de polymères à croissance de chaîne – car il ajoute une unité monomère à la fois. Des exemples courants de polymères d’addition sont le polyéthylène, le polystyrène et le chlorure de polyvinyle.
- La polymérisation par condensation consiste à réunir deux ou plusieurs monomères différents, en éliminant de petites molécules comme l’eau. Elle nécessite également un catalyseur pour que la réaction se produise entre les monomères adjacents. On parle alors de croissance par étapes, car on peut par exemple ajouter une chaîne existante à une autre chaîne. Le polyester et le nylon sont des exemples courants de polymères de condensation.
4. Compoundage/Traitement
Dans le compoundage, divers mélanges de matériaux sont mélangés à l’état fondu (par fusion) pour obtenir des formulations pour les plastiques. En général, on utilise à cette fin une extrudeuse d’un certain type, suivie d’une granulation du mélange. L’extrusion ou un autre procédé de moulage transforme ensuite ces granulés en un produit fini ou semi-fini.
Le compoundage s’effectue souvent sur une extrudeuse à double vis où les granulés sont ensuite transformés en objets en plastique de conception unique, de taille, de forme et de couleur différentes, avec des propriétés précises, conformément aux conditions prédéterminées définies dans la machine de traitement.
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